Offentliga tester av lösningen för integritet och skalbarhet i Ethereum på molnplattformar

Blockchain-trenden fortsätter att växa. Fler och fler experter förutspår en universell anpassning av denna teknologi inom en snar framtid. För närvarande finns det fortfarande flera olösta problem som hindrar detta.

Först och främst är moderna blockchain-system dåligt skalbara. Till exempel är Ethereum endast kapabelt till 20 transaktioner per sekund, och trots sina många fördelar är det inte lämpligt för stora företag.

Samtidigt värderas Ethereum för sitt kraftfulla skydd mot hack och nätverksavbrott. Så man ska inte avfärda det. Det är mer rimligt att åtgärda Ethereums brister och omvandla dem till fördelar.

Plasma Cash som en lösning för integritet och skalbarhet i Ethereum

Plasma är en teknologi som presenterades av Vitalik Buterin, medgrundare av Ethereum-projektet, på EthCC-konferensen i Paris 2018. Den utvecklades i samarbete med Joseph Poon, medgrundare av Lightning Network, och beskrevs som en lösning som ökar den beräkningskraft som blockchain Ethereum kan hantera. De första nyheterna om Plasma läckte ut i media 2017.

Denna plattform utgör ett externt lager av smarta kontrakt som kan interagera med huvudblockchain, vilket avlastar rotkedjan och minskar transaktionsavgifterna för smarta kontrakt och decentraliserade applikationer (DApps).

Detaljerad information om utvecklingen presenterades i dokumentet "Plasma: Scalable Autonomous Smart Contracts", daterat augusti 2017.

Buterin erkände att Plasma har problem med skalbarhet: varje användare måste ladda ner och verifiera äktheten av varje Plasma-block, vilket förhindrar exponentiell skalning.

För att åtgärda denna brist utvecklades Plasma Cash - en sidokedja bestående av ett smart kontrakt och ett privat nätverk baserat på Node.js som periodiskt överför sitt tillstånd till rotkedjan (Ethereum). Den säkerställer decentralisering, säkerhet och skalbarhet i blockchain, vilket därmed löser Skalbarhetstrilemmat.

En viktig fördel med Plasma Cash jämfört med Plasma är att den endast uppmärksammar användare på de block som innehåller de mynt av intresse:

„Nu behöver användare kontrollera tillgång och korrekthet i Plasma-kedjan endast för det specialindex som är kopplat till de mynt de vill spendera, som de äger och är intresserade av”, sa Buterin.

Enligt utvecklarna är Plasma Cash ett effektivt botemedel mot hackningar i Ethereum. Varje Plasma-mynt har en ägare och är unikt. Ingen kan ta över andras mynt utan deras vetskap. Innehavaren av myntet kan förhindra potentiella bedrägliga uttag genom ett "klagomålssystem" genom att lägga fram sina "bevisdata" i historiken för sitt mynt.

Testning av Plasma Cash i Mongo Atlas

På grund av sin nyhet förblir Plasma Cash fortfarande lite utforskat. Blockchain-specialister testar aktivt dess interaktion med olika molntjänster och databaser, dokumenterar brister och hittar sätt att åtgärda dem. Särskilt tester i Mongo Atlas har avslöjat följande fördelar med arbete med Plasma:

1. Betrodd skydd mot dataloss, eftersom flera repliker synkroniseras med varandra i klustret.
2. Snabb åtkomst, eftersom klustret kan skapas på tre av de mest populära molnplattformarna: Amazon, Google, Azure. Som ett resultat kan en Plasma Cash-nod implementeras i många datacenter som ligger nära Mongo Atlas. Vi har bevisat att hastigheten inte sjunker mycket, även om Plasma-noder implementeras i mer avlägsna datacenter.
3. Plasma-noder, som endast används i läsläge, kan anslutas till ett enda Mongo-kluster och placeras på olika platser i världen, vilket förbättrar geo-skalbarheten (noderna ligger närmare användarna).
4. Att rulla ut en ny nod är lätt, eftersom det inte behövs någon ny synkronisering. Man kan helt enkelt ansluta till ett befintligt Mongo-kluster eller snabbt göra en kopia och ställa in anslutningen till den.
5. Att skala databasen är enkelt. Med tiden ökar datamängden, och storleken på noderna i klustret kan ökas vid behov.

Vi använde följande servrar för att genomföra tester:

• 3 virtuella Azure-servrar Standard E4s v3 (4 vcpus, 32 GiB minne). På varje server körs 3 noder. En av dem kan skicka block till den grundläggande kedjan.
• Varje nod är ansluten till sitt Mongo Atlas-kluster M50, som innehåller 3 noder i replikeringsläge.

Test 1

3 noder tar emot 100 000 transaktioner vardera. Totalt innehåller alla 9 noder 300 000 transaktioner och tokens.

Ursprungligt tillstånd: senaste block #213; i databasen är 0 transaktioner och tokens sparade.

00:00 — 3 skript har startat, som genererar och skickar 100 000 transaktioner vardera
00:29 — Skickandet av 100 000 transaktioner till noderna #1 och #2 har påbörjats
00:32 — Skickandet av 100 000 transaktioner till nod #3 har påbörjats
00:32 — Nod #1 hämtade 11 703 transaktioner från poolen och bildar block #214 (9fb)
00:34 — Nod #2 hämtade 27 088 transaktioner från poolen och bildar block #214 (ef4)
00:34 — Block #214 (9fb) har signerats och skickas till andra noder för validering
00:36 — Nod #3 hämtade 11 900 transaktioner från poolen och bildar block #214 (983)
00:37 — Block #214 (9fb) har validerats och skickats till den primära kedjan
00:38 — Block #214 (983) har signerats och skickas till andra noder för validering
00:38 — Block #214 (ef4) har signerats och skickas till andra noder för validering
00:40 — Block #214 (983) har validerats och skickats till den primära kedjan
00:41 — Alla noder har fått information från den primära kedjan om att block #214 (9fb) har lagts till och börjar tillämpa 11 703 transaktioner
00:45 — Alla noder har fått information från den primära kedjan om att block #215 (983) har lagts till och börjar tillämpa 11 900 transaktioner
00:51 — Block #214 (ef4) har validerats och skickats till den primära kedjan
00:52 — Nod #1 hämtade 51 469 transaktioner från poolen och bildar block #216 (ea0)
00:56 — Nod #3 hämtade 55 102 transaktioner från poolen och bildar block #216 (f75)
00:58 — Demoskryptet avslutade sitt arbete för nod #2
00:58 — Block #216 (ea0) har signerats och skickas till andra noder för validering
00:58 — Alla noder har fått information från den primära kedjan om att block #216 (ef4) har lagts till och börjar tillämpa 27 088 transaktioner
01:04 — Block #216 (f75) har signerats och skickas till andra noder för validering
01:14 — Nod #2 hämtade 72 912 transaktioner från poolen och bildar block #217 (f85)
01:15 — Demoskryptet avslutade sitt arbete för noderna #1 och #2
01:17 — Block #216 (f75) och block #216 (ea0) har validerats och skickats till den primära kedjan
01:21 — Block #217 (f85) har signerats och skickas till andra noder för validering
01:26 — Block #217 (f75) och block #218 (ea0) har lagts till i den primära kedjan, och noderna börjar tillämpa 51 469 respektive 55 102 transaktioner
01:27 — Block #217 (a85) har validerats och skickats till den primära kedjan
01:41 — Nod #1 hämtade 36 828 transaktioner från poolen och bildar block #219 (46f)
01:41 — Nod #3 hämtade 32 998 transaktioner från poolen och bildar block #219 (bb3)
01:43 — Alla noder har fått information från den primära kedjan om att block #219 (a85) har lagts till och börjar tillämpa 72912 transaktioner
01:46 — Block #219 (46f) har signerats och skickas till andra noder för validering
01:46 — Block #219 (bb3) har signerats och skickas till andra noder för validering
01:53 — Nod #2 har behandlat alla 100k transaktioner som fanns i pooled
02:37 — Block #219 (bb3) har validerats och skickats till den primära kedjan
02:41 — Block #219 (46f) har validerats och skickats till den primära kedjan
02:48 — Blocken #220 (bb3) och #221 (46f) har lagts till i den primära kedjan och noderna börjar tillämpa 32998 respektive 36828 transaktioner
02:54 — Nod #1 har behandlat alla 100k transaktioner som fanns i pooled
02:55 — Nod #3 har behandlat alla 100k transaktioner som fanns i pooled
04:12 — Alla noder innehåller 300k transaktioner och tokens från det senaste blocket #221

Test 2

3 noder får var och en 1kk transaktioner. Totalt finns det 3kk transaktioner och tokens i alla 9 noder.

Ursprungligt tillstånd: senaste block #213; i databasen är 0 transaktioner och tokens sparade.

00:00 — 3 skript har startats som genererar och skickar 1kk transaktioner vardera
02:29 — Skickandet av 1kk transaktioner till noderna #1 och #2 har påbörjats
02:33 — Nod #1 har tagit 11668 transaktioner från pooled och bildar block #222 (510)
02:35 — Block #222 (510) har signerats och skickas till andra noder för validering
02:37 — Block #222 (510) har validerats och skickats till den primära kedjan
02:38 — Nod #2 har tagit 46378 transaktioner från pooled och bildar block #222 (a9d)
02:38 — Skickandet av 1kk transaktioner till nod #3 har påbörjats
02:41 — Nod #3 har tagit 5504 transaktioner från pooled och bildar block #222 (387)
02:42 — Block #222 (387) har signerats och skickas till andra noder för validering
02:44 — Block #222 (a9d) har signerats och skickas till andra noder för validering
02:44 — Block #222 (387) har validerats och skickats till den primära kedjan
02:49 — Block #222 (a9d) har validerats och skickats till den primära kedjan
02:56 — Blocken #222 (510), #223 (387) och #224 (a9d) har lagts till i den primära kedjan och noderna börjar tillämpa 11668, 5504 och 46378 transaktioner respektive
03:09 — Nod #1 har tagit 177170 transaktioner från pooled och bildar block #225 (e50)
03:09 — Nod #3 har tagit 119327 transaktioner från pooled och bildar block #225 (ccc)
03:10 — Nod #2 har tagit 149772 transaktioner från pooled och bildar block #225 (404)
03:26 — Block #225 (ccc) har signerats och skickas till andra noder för validering
03:32 — Block #225 (404) har signerats och skickas till andra noder för validering
03:33 — Block #225 (e50) har signerats och skickas till andra noder för validering
03:53 — Block #225 (ccc) har validerats och skickats till den primära kedjan
04:03 — Block #225 (e50) har validerats och skickats till rotkedjan
04:04 — Block #225 (404) har validerats och skickats till rotkedjan
04:06 — Alla noder har mottagit information från rotkedjan om att block #225 (ccc) har lagts till och börjar tillämpa 119327 transaktioner
04:14 — Alla noder har mottagit information från rotkedjan om att block #226 (404) har lagts till och börjar tillämpa 149772 transaktioner
04:16 — Alla noder har mottagit information från rotkedjan om att block #227 (e50) har lagts till och börjar tillämpa 177170 transaktioner
04:32 — Nod #3 har tagit 209436 transaktioner från poolen och formar block #228 (1e9)
04:40 — Nod #2 har tagit 212669 transaktioner från poolen och formar block #228 (e38)
04:40 — Nod #1 har tagit 190144 transaktioner från poolen och formar block #228 (861)
05:02 — Block #228 (1e9) har signerats och skickas till andra noder för validering
05:08 — Block #228 (861) har signerats och skickas till andra noder för validering
05:10 — Block #228 (e38) har signerats och skickas till andra noder för validering
06:13 — Block #228 (1e9) har validerats och skickats till rotkedjan
06:13 — Block #228 (861) har validerats och skickats till rotkedjan
06:13 — Block #228 (e38) har validerats och skickats till rotkedjan
06:39 — Block #228 (861), #229 (1e9) och #230 (e38) har lagts till i rotkedjan och noderna börjar tillämpa 190144, 209436 och 212669 transaktioner respektive
07:07 — Nod #1 har tagit 199770 transaktioner från poolen och formar block #231 (e04)
07:09 — Nod #2 har tagit 190473 transaktioner från poolen och formar block #231 (36e)
07:09 — Nod #3 har tagit 178807 transaktioner från poolen och formar block #231 (f43)
07:34 — Block #231 (e04) har signerats och skickas till andra noder för validering
07:37 — Block #231 (36e) har signerats och skickas till andra noder för validering
07:37 — Block #231 (f43) har signerats och skickas till andra noder för validering
08:49 — Block #231 (e04) har validerats och skickats till rotkedjan
08:51 — Block #231 (f43) har validerats och skickats till rotkedjan
08:52 — Block #231 (36e) har validerats och skickats till rotkedjan
09:47 — Block #231 (e04), #232 (f43) och #233 (36e) har lagts till i rotkedjan och noderna börjar tillämpa 199770, 178807 och 190473 transaktioner respektive
10:16 — Nod #1 har tagit 153075 transaktioner från poolen och formar block #234 (e04)
10:16 — Nod #2 har tagit 168035 transaktioner från poolen och formar block #234 (36e)
10:16 — Nod #3 har tagit 166685 transaktioner från poolen och formar block #234 (f43)
10:42 — Block #234 (56d) har signerats och skickas till andra noder för validering
11:59 — Block #234 (1bb) har validerats och skickats till rotkedjan
12:02 — Block #234 (58a) har validerats och skickats till rotkedjan
12:02 — Block #234 (56d) har validerats och skickats till rotkedjan
12:48 — Blocken #234 (1bb), #235 (58a) och #236 (56d) har lagts till i rotkedjan och noderna börjar tillämpa 153075, 168035 och 166685 transaktioner respektive
13:14 — Nod #1 har tagit 112226 transaktioner från poolen och formar block #237 (5c0)
13:16 — Nod #2 har tagit 87550 transaktioner från poolen och formar block #234 (58a)
13:16 — Nod #3 har tagit 99594 transaktioner från poolen och formar block #234 (56d)
13:30 — Block #237 (5c0) har signerats och skickas till andra noder för validering
13:32 — Block #237 (58a) har signerats och skickas till andra noder för validering
13:34 — Block #237 (56d) har signerats och skickas till andra noder för validering
14:47 — Block #237 (58a) har validerats och skickats till rotkedjan
14:53 — Block #237 (5c0) har inte validerats inom angiven tid
14:53 — Alla noder har fått information från rotkedjan om att block #237 (58a) har lagts till och börjar tillämpa 87550 transaktioner
14:54 — Block #237 (56d) har validerats och skickats till rotkedjan
15:02 — Nod #1 har tagit 181206 transaktioner från poolen och formar block #238 (c5f)
15:06 — Alla noder har fått information från rotkedjan om att block #238 (56d) har lagts till och börjar tillämpa 99594 transaktioner
15:12 — Nod #2 har tagit 51990 transaktioner från poolen och formar block #239 (ad8)
15:20 — Block #239 (ad8) har signerats och skickas till andra noder för validering
15:25 — Nod #3 har tagit 46685 transaktioner från poolen och formar block #239 (857)
15:30 — Block #238 (c5f) har signerats och skickas till andra noder för validering
15:34 — Block #239 (857) har signerats och skickas till andra noder för validering
16:32 — Block #239 (857) har validerats och skickats till rotkedjan
16:42 — Alla noder har fått information från rotkedjan om att block #239 (857) har lagts till och börjar tillämpa 46685 transaktioner
16:42 — Block #238 (c5f) har validerats och skickats till rotkedjan
16:42 — Block #239 (ad8) har inte validerats inom angiven tid
16:54 — Nod #2 har tagit 96882 transaktioner från poolen och formar block #240 (e6e)
16:56 — Nod #3 har tagit 39704 transaktioner från poolen och formar block #240 (a47)
17:02 — Block #240 (a47) har signerats och skickas till andra noder för validering
17:02 — Block #240 (e6e) har signerats och skickas till andra noder för validering
17:18 — Alla noder har mottagit information från rotkedjan om att block #240 (c5f) har lagts till och börjar tillämpa 181206 transaktioner
17:45 — Block #240 (a47) har validerats och har skickats till rotkedjan
17:47 — Nod #1 har tagit 54956 transaktioner från poolen och bildar block #241 (170)
17:59 — Block #241 (170) har signerats och skickas till andra noder för validering
18:09 — Alla noder har mottagit information från rotkedjan om att block #241 (a47) har lagts till och börjar tillämpa 181206 transaktioner
18:20 — Nod #3 har tagit 39104 transaktioner från poolen och bildar block #242 (955)
18:24 — Block #240 (e6e) har validerats och har skickats till rotkedjan
18:28 — Block #242 (955) har signerats och skickas till andra noder för validering
18:09 — Alla noder har mottagit information från rotkedjan om att block #242 (e6e) har lagts till och börjar tillämpa 96882 transaktioner
19:06 — Demoskryptet har avslutat sitt arbete för nod #1
19:08 — Demoskryptet har avslutat sitt arbete för nod #2
19:08 — Nod #2 har tagit 48241 transaktioner från poolen och bildar block #243 (fde)
19:14 — Block #243 (fde) har signerats och skickas till andra noder för validering
19:18 — Block #241 (170) har inte validerats inom angiven tid
19:28 — Nod #1 har tagit 86967 transaktioner från poolen och bildar block #243 (37c)
19:35 — Block #242 (955) har validerats och har skickats till rotkedjan
19:40 — Block #243 (37c) har signerats och skickas till andra noder för validering
20:05 — Alla noder har mottagit information från rotkedjan om att block #243 (955) har lagts till och börjar tillämpa 39104 transaktioner
20:15 — Block #243 (fde) har validerats och har skickats till rotkedjan
20:19 — Nod #3 har tagit 42981 transaktioner från poolen och bildar block #244 (9b5)
20:26 — Block #244 (9b5) har signerats och skickas till andra noder för validering
20:28 — alla noder har mottagit information från rotkedjan om att block #244 (fde) har lagts till och börjar tillämpa 48241 transaktioner
20:32 — Nod #2 har bearbetat alla 1 miljon transaktioner som var i poolen
21:05 — Block #243 (37c) har inte validerats inom angiven tid
21:15 — Nod #1 har tagit 86967 transaktioner från poolen och bildar block #245 (37c)
21:32 — Block #245 (37c) har signerats och skickas till andra noder för validering
21:42 — Block #244 (9b5) har validerats och har skickats till rotkedjan
21:50 — Alla noder har mottagit information från rotkedjan om att block #245 (9b5) har lagts till och börjar tillämpa 42981 transaktioner
22:04 — Nod #3 har tagit 45361 transaktioner från poolen och bildar block #246 (3f9)
22:11 — Block #246 (3f9) har signerats och skickas till andra noder för validering
22:51 — Block #245 (37c) har inte validerats inom angiven tid
23:01 — Nod #1 har tagit 86967 transaktioner från poolen och bildar block #246 (37c)
23:08 — Demoskryptet har avslutat sitt arbete för nod #3
23:15 — Block #246 (37c) har signerats och skickas till andra noder för validering
23:32 — Block #246 (3f9) har inte validerats inom angiven tid
23:42 — Nod #3 har tagit 52173 transaktioner från poolen och bildar block #246 (71d)
23:51 — Block #246 (71d) har signerats och skickas till andra noder för validering
24:38 — Block #246 (37c) har inte validerats inom angiven tid
25:01 — Nod #1 har tagit 86967 transaktioner från poolen och bildar block #246 (37c)
25:06 — Block #246 (71d) har validerats och skickats till huvudkedjan
25:12 — Block #246 (37c) har signerats och skickas till andra noder för validering
25:14 — Alla noder har fått information från huvudkedjan om att block #246 (71d) har lagts till och börjar tillämpa 52173 transaktioner
25:29 — Nod #3 har behandlat alla 1 miljon transaktioner som fanns i poolen
26:40 — Block #247 (37c) har inte validerats inom angiven tid
26:47 — Nod #1 har tagit 86967 transaktioner från poolen och bildar block #247 (37c)
27:03 — Block #247 (37c) har signerats och skickas till andra noder för validering
28:29 — Block #247 (37c) har inte validerats inom angiven tid
28:35 — Nod #1 har tagit 86967 transaktioner från poolen och bildar block #247 (37c)
28:49 — Block #247 (37c) har signerats och skickas till andra noder för validering
30:13 — Block #247 (37c) har inte validerats inom angiven tid
30:23 — Nod #1 har tagit 86967 transaktioner från poolen och bildar block #247 (37c)
30:38 — Block #247 (37c) har signerats och skickas till andra noder för validering
32:00 — Block #247 (37c) har inte validerats inom angiven tid
32:11 — Nod #1 har tagit 86967 transaktioner från poolen och bildar block #247 (37c)
32:26 — Block #247 (37c) har signerats och skickas till andra noder för validering
33:49 — Block #247 (37c) har inte validerats inom angiven tid
33:59 — Nod #1 har tagit 86967 transaktioner från poolen och bildar block #247 (37c)
34:12 — Block #247 (37c) har signerats och skickas till andra noder för validering
35:34 — Block #247 (37c) har validerats och skickats till huvudkedjan
35:54 — Alla noder har fått information från huvudkedjan om att block #247 (37c) har lagts till och börjar tillämpa 86967 transaktioner
36:11 — Nod #1 har behandlat alla 1 miljon transaktioner som fanns i poolen
55:12 — första noden har behandlat alla 3 miljoner transaktioner

Sammanfattning

Det har upptäckts att Azure virtuella servrar har otillräcklig processorkraft för att hantera så många transaktioner. Men det primära syftet med testen, nämligen att demonstrera hur Plasma Cash fungerar med MongoDB, klarade systemet bra.

Vi inbjuder dig att besöka GitHub projektet: https://github.com/opporty-com/Plasma-Cash/tree/new-version

Artikeln skrevs i samarbete med Alexander Nashivan, seniorutvecklare Clever Solution Inc.

Tidigare har utvecklarteamet Opporty redan testat hastigheten på Plasma Cash. Resultaten redovisas i denna artikel.

Källa: habr.com